氟氰基取代对超分子弱作用及其光电性质影响的理论研究.pdf

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2、．ＩＶｒ．／Ｉ．＇．－？．方，南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意与我。一切相关的法律责任本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担。圣研究生签名：夺曰期

3、中：南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可ＬＵ论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可将学位、采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文一的内容相致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。－夺＇研Ｔ＞究生签名：Ａ矣导师签名：日期：ｕｓｆＩTheFluorineandCyanoS

4、ubstituentEffectonSupermolecularStructuresandTheirPhotoelectronicProperties:ATheoreticalStudyDissertationSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofDOCTOROFPHILOSOPHYByJieweiLISupervisor:Prof.WeiHUANGandProf.LinghaiXIEMarch20

5、15摘要有机材料在制备成各类器件时，大部分时候以薄膜、晶体等凝聚态的形式存在。由于在凝聚态中存在着广泛的超分子作用，材料的电子结构、紫外吸收、荧光发射、电荷传输等物理化学性质受到超分子作用力的影响会产生不同于单分子的光物理性质，且这种影响最终会决定着器件的性能。因此超分子作用，以及由此产生的光物理性质的改变成为当前有机电子学研究的热点。本论文在对超分子作用，尤其是π-π作用深入认识的基础上，从理论计算的角度系统详细地阐述了氟和氰基对超分子弱作用及其光电性质的影响，并阐明了氟和氰基在其中所扮演的取代基

6、效应。论文分为五个部分：（1）通过将氟和氰基引入萘并噻吩体系构建了具有分子内电子给体（D）-电子受体（A）特性的分子，并详细阐述了氟/氰基在D-A分子中对超分子弱作用，对重组能、转移积分和载流子迁移率等电学性质的影响。得出了氰基比氟更适合引入萘并噻吩体系以达到双极性电荷传输的目的；（2）将氟和氰基引入具有吸电子特性的碗稀，研究了碗稀衍生物与具有给电子特性的芘和晕苯这类具有分子间D-A特性的超分子结构的弱作用。发现了氰基比氟更能有效的改变电子结构，使二聚体出现明显的极化现象并且能够增强长波方向的光吸收

7、；（3）通过对含有氟和氰基的FNa、TCNQ和F4TCNQ与具有供电子特性的5-8-5缺陷石墨烯的超分子作用的研究。发现在这一类具有分子间D-A特性的结构中，氰基能够通过波函数的耦合有效地和缺陷石墨烯作用，并改变能带结构、增强近红外的光吸收，而氟不能；（4）通过将氟和氰基引入具有给电子特性的（芴-噻吩）纳米格子，研究了纳米格子与具有吸电子特性的富勒烯（C60）的超分子弱作用。发现氟和氰基不能显著改变复合体系的能级，但是氰基的引入能够减小格子与C60之间的排斥作用，因此在LUMO上和C60产生少量的轨

8、道离域现象。研究还表明氰基能够有效的增加长波方向的光吸收，能够改变凝聚态时纳米格子-C60复合体的电子捕获行为；（5）研究了含氟/氰基的芴和氮杂芴以垂直方式与单层二硫化钼（MoS2）的超分子作用，发现了除氟取代氮杂芴能改变单层MoS2的能带结构外，所有体系均不能有效改变单层MoS2除功函数以外的光电性质。氰基取代的芴、氮杂芴能有效地改变单层MoS2的功函数（约1.1eV）而氟取代改变较小。本论文的研究为实验上设计、合成含氟和氰基的超分子结构提供了理性的指导。关键词:超